Resistans, kapasitans, magnetisme,posisjon og hastighet

Question 1

Nevn 3 teknikker man kan nytte for å måle resistans.

Answer 1

Spenningsdeling, wheatstonebru, sløyfedrevet transmitter.

Question 2

Resistans i kabling kan ofte føre til feil i måling for ei wheatstonebru. Nevn måter å kompansere for dette.

Answer 2

Balansering av bro, Trelederkobling, sekslederkobling.

Question 3

Kva blir formelen for spenning målt over en wheatstonebru?

Answer 3

V_out = (R2 / (R1+R2) - R4/ (R3+R4))V_in

Question 4

Hvordan balanserer man broen (enkel formel)

Answer 4

R2/R1 = R4/R3

Question 5

Hvilke størrelser måler vi med “grunnleggende måleprinsipper”?

Answer 5

Kapasitans, resistans, magnetisme og lys

Question 6

Hvilke målemetoder har vi for å målekapasitans?

Answer 6

Utladningstid, oscillatorkrets(frekvens), ladningsforsterker, Målebro for kapasitansmåling(NB! ligner ikke på wheatstonebro)

Question 7

Nevn tiltak for å forhindre at spredekapasitans påvirker målingen din.

Answer 7

Guard, kretsutforming(kan gjøre neglisjerbar

Question 8

Hvilke to prinsipper for måling av magnetisme har vi lært omi år?

Answer 8

Fluxgate, Halleffekt (+magnetoresistivitet og magnetoinduksjon)

Question 9

Prøv å repeter fysiske størrelser for magnetisme.

Answer 9

Magnetisk flulks phi: Weber(Wb)
Flukstetthet B: Tesla(T) (F = qvB)
Fletstyrke H: Henry(H)
Magnetisk permeabilitet my: Evne til å lede magnetisme

Question 10

Permeabilitet blir målt med et “rart” utgangspunkt, den som vet den vet.

Answer 10

permeabilitet my = my_r * my_0
Permeabilitiet i vakkum my_0 = 1.26 * 10^-7
Relativ permeabilitet my_r. (Altså leiieevne gonger my_0)

Question 11

Hvordan påvirkes spenning av endring i magnetfluks? (Faradays lov-formel)

Answer 11

U(t) = d(phi)/dt (Der phi er Magnetfluks) evt gonger N turn

Question 12

Hvilke egenskaper ved jernet utnytter vi ved en fluxgatesensor?

Answer 12

LIneær ved liten feltstyrke(H), går i metning og får oppførsel lik som vakuum( my_r = 1) ved større Henry (Slenger inn sammenheng (B = my*H).

Question 13

Hvordan fungerer fluxgate?

Answer 13

Eksitasjons/Driverspole rundt jernkjerne.
Sender inn og ut av metning (Feltstyrke- permeabilitet).
Eksternt magnetfelt vil “trekke” inn og ut avhengig av leiingsevnen.
Måler spenningsforskjell gitt av eksternt magnetfletved sammenhengen U(t) = d(phi)/dt. (Målt av sensorspole)

Question 14

Ignorer inntil videre…Nevn en metode for å sikre linearitet ved bruk av fluxgate.

Answer 14

Lukket sløyfe somfår magnetflet til å vere lik 0. Strøm nytta i denne gir målingen.

Question 15

Hvordan virker et Hall-element? Hvor går strøm, magnetfelt og spenningsmåling ved hall-element som går rundt leder?

Answer 15

F = qvB får elektron til å akselerere i retning kraften, fører til målbar spenningsforskjell.
Strøm gr i viklinger rundt ringen som induserer magnetfelt, spenning målt over luftgap.

Question 16

Hvordan fungerer magnetoresistivitet-sensorer?

Answer 16

Sensor produsert slik at magnetfelt i retning strømretning, måler spenningsfall ved ekstern påvirkning(Noe som vil endre sum av retning magnetflet og skape større resistans.)

Question 17

I hvilke situasjoner ville du valgt en fluxgate ovenfor Hall-element,og motsett?

Answer 17

Fluxgate: Svake felter
Hall-effekt: Billig, små, Sterke felter

Question 18

Kva sesnortyper har vi for posisjonsmåling?

Answer 18

Potensiometer, Kapasitive, induktive og LVDT(Lineær Variabel differensiell Transformator)

Question 19

Hvilke har vi for hastighetsmåling?

Answer 19

Kodeskiver, tachometer

Question 20

Hvilke typiske feilkilder vil en posisjonsmåling ha?

Answer 20

Hysterese og dødgang,friksjon, sporing,bøying og vibrasjon

Question 21

Kva er hookes lov for et elastisk materiale?

Answer 21

F = k* x(t)

Question 22

Kvifor er det ikkje nok å måle en av storleikane for posisjo,fart og akselerasjon?

Answer 22

Problem integrasjon: ukjent konstant og drifting ved feil over tid.
Derivasjon: Forsterker støy

Question 23

Kva begrensing har eit trådvikla sirkulært potensiometer?

Answer 23

Det er diskret. Endeposisjon vil ikkje kunne bli målt. oppløsning = avstand/viklinger. (NB! vi har erfaring med sirkulær, lineær har same virkemåte)

Question 24

Kva formel kan ein nytte for kapasitansen til ein kapasitiv posisjons-sensor? Kva faktor endrer seg når ein måler posisjonen?

Answer 24

C = K* epsilon_0 * A/d
A:Areal
d distanse
K Dielektriskkonstand (materialavhengig)
epsilon_0 =permittivitet.
Arealet blir endra, da kondensatorplatene fårmindre overlappsareal.

Question 25

Hvordan fungerer en induktiv sensor?

Answer 25

Måler posisjonen til en kjerne i en spole. Induktansen til spolen avhenger av kor stor del av kjerna som er omkrinsa av spolen.

Question 26

Hvordan er en LVDT bygd opp, hva står LVDT for og hvordan virker den?

Answer 26

Sylinder med en strømsett primærkilde plassert mellom to sekundærspoler somstår 180grader på hverandre, alle tre runst en sylinder som en “jern”bit kan gli firksjonsfritt gjennom.
Linear Variable Differential Transformator
Spenning fra primær -> magnetfelt rundt kjerne -> spenningsforksjell på sekundærspolane.
Spenningen målt fra sekundærspolene gir posisjonen.

Question 27

Kva for ein sensor må ein nytte for å kunne nytte kodekiver?

Answer 27

(Lyskilde) Fotodetektor

Question 28

Kva må til for å kunne måle retning med kodeskiver?

Answer 28

2 spor eller 2 sensorer

Question 29

Kva slags kodeskive-typer har vi?

Answer 29

Inkrementell med relativ bevegelse(et spor)
Inkrementell med to sensorer/spor
Absolutt( uliktmønster for kvar posisjon-gir posisjon

Optisk
Mekanisk m/børster

Question 30

Absolutt kodeskive kan deles i to, kva er fordelene og ulempene med dei to?

Answer 30

Binær: Endrer flere bit samtidig, kan få “hopp”
Gray: Endrer berrre 1 bit i gangen, slipper hopp, må konverteres

Question 31

Et Likespenningstachometer er veldig likt i oppbygging som et pådragsorgan, kva for eit? og kva skiller dei to?

Answer 31

Likestrømsmotor

Effekt, tachometeret har veldig lav effekt,slik at det ikkje legger last på det den måler.
motor-likestrømkommer inn.
Tachometer- Kommutatoren virker somen demodulator- og fører til likespenning ut.